Причина, чому профілі з алюмінієвого сплаву широко використовуються в побуті та виробництві, полягає в тому, що всі повністю визнають його переваги, такі як низька щільність, стійкість до корозії, відмінна електропровідність, неферомагнітні властивості, здатність до формування та переробка.
Промисловість алюмінієвих профілів у Китаї розвивалася з нуля, від малого до великого, поки вона не перетворилася на велику країну з виробництва алюмінієвого профілю з першим у світі виробництвом. Однак, оскільки вимоги ринку до виробів з алюмінієвого профілю продовжують зростати, виробництво алюмінієвих профілів розвивалося в напрямку складності, високої точності та великомасштабного виробництва, що спричинило низку виробничих проблем.
Алюмінієві профілі в основному виготовляють методом екструзії. Під час виробництва, на додаток до врахування продуктивності екструдера, конструкції прес-форми, складу алюмінієвого стрижня, термічної обробки та інших факторів процесу, необхідно також враховувати конструкцію поперечного перерізу профілю. Найкраща конструкція поперечного перерізу профілю може не тільки зменшити складність процесу від джерела, але й покращити якість і ефект використання продукту, зменшити витрати та скоротити час доставки.
У цій статті підсумовуються кілька поширених методів проектування поперечного перерізу алюмінієвого профілю на реальних випадках виробництва.
1. Принципи конструкції профілю алюмінієвого профілю
Екструзія алюмінієвого профілю — це метод обробки, при якому нагрітий алюмінієвий стрижень завантажується в екструзійний циліндр, а через екструдер здійснюється тиск, щоб видавити його з отвору матриці заданої форми та розміру, викликаючи пластичну деформацію для отримання необхідного продукту. Оскільки на алюмінієвий стрижень впливають різні фактори, такі як температура, швидкість екструзії, ступінь деформації та цвіль під час процесу деформації, рівномірність потоку металу важко контролювати, що створює певні труднощі для розробки форми. Щоб забезпечити міцність форми та уникнути тріщин, обвалення, відколів тощо, слід уникати в конструкції перетину профілю: великих консолей, малих отворів, невеликих отворів, пористих, асиметричних, тонкостінних, нерівних стінок. товщина тощо. Під час проектування ми повинні спочатку задовольнити його продуктивність з точки зору використання, оздоблення тощо. Отриманий розділ придатний для використання, але не є найкращим рішенням. Тому що, коли дизайнерам не вистачає знань про процес екструзії та не розуміють відповідного технологічного обладнання, а вимоги до виробничого процесу є занадто високими та суворими, рівень кваліфікації буде знижений, вартість зросте, і ідеальний профіль не буде виготовлено. Таким чином, принцип конструкції профілю алюмінієвого профілю полягає в тому, щоб використовувати максимально простий процес, задовольняючи його функціональний дизайн.
2. Деякі поради щодо дизайну інтерфейсу алюмінієвого профілю
2.1 Компенсація помилок
Змикання є одним з поширених дефектів у виробництві профілю. Основні причини такі:
(1) Профілі з глибокими отворами в поперечному перерізі часто закриваються під час екструдування.
(2) Розтягування та випрямлення профілів посилить змикання.
(3) Профілі з ін’єкцією клею з певною структурою також матимуть закриття через усадку колоїду після ін’єкції клею.
Якщо вищезазначене закриття несерйозне, його можна уникнути, контролюючи швидкість потоку через конструкцію форми; але якщо декілька факторів накладаються, а конструкція прес-форми та пов’язані з нею процеси не можуть вирішити проблему закриття, у конструкції поперечного перерізу можна вказати попередню компенсацію, тобто попереднє відкриття.
Розмір компенсації перед відкриттям має бути обраний, виходячи з його конкретної структури та попереднього досвіду закриття. У цей час дизайн креслення відкриття прес-форми (попереднє відкриття) і готового креслення відрізняються (рис. 1).
2.2 Розділіть великі розділи на кілька малих
З розвитком великомасштабних алюмінієвих профілів поперечний переріз багатьох профілів стає все більшим і більшим, а це означає, що для їх підтримки потрібна серія обладнання, наприклад великі екструдери, великі прес-форми, великі алюмінієві стрижні тощо. , і витрати на виробництво різко зростають. Для деяких ділянок великого розміру, які можна отримати шляхом зрощування, їх слід розділити на кілька невеликих секцій під час проектування. Це може не тільки зменшити витрати, але й полегшити забезпечення площинності, кривизни та точності (рис. 2).
2.3 Встановіть армуючі ребра, щоб покращити його площинність
При проектуванні профільних перерізів часто зустрічаються вимоги до площинності. Малопролітним профілям легко забезпечити рівність завдяки високій міцності конструкції. Профілі з великим прольотом прогинаються під дією власної сили тяжіння відразу після екструзії, а частина з найбільшою напругою вигину в середині буде найбільш увігнутою. Крім того, оскільки стінова панель довга, на ній легко генерувати хвилі, що погіршить переривчастість площини. Тому слід уникати плоских плит великих розмірів при проектуванні поперечного перерізу. При необхідності посередині можна встановити ребра підсилення, щоб поліпшити його рівність. (Малюнок 3)
2.4 Вторинна обробка
У процесі виробництва профілю деякі секції важко завершити шляхом екструзії. Навіть якщо це вдасться зробити, витрати на обробку та виробництво будуть занадто високими. У цей час можна розглянути інші методи обробки.
Випадок 1: отвори діаметром менше 4 мм на секції профілю призведуть до недостатньої міцності прес-форми, її легко пошкодити та важко обробляти. Рекомендується видалити маленькі отвори і використовувати замість них свердління.
Випадок 2: Виробництво звичайних U-подібних канавок не є складним, але якщо глибина канавки та ширина канавки перевищують 100 мм, або співвідношення ширини канавки до глибини канавки нерозумне, виникають такі проблеми, як недостатня міцність форми та труднощі із забезпеченням відкриття також буде зустрічатися під час виробництва. При проектуванні профільної секції отвір можна вважати закритим, так що оригінальну суцільну форму з недостатньою міцністю можна перетворити на стабільну розрізну форму, і не буде проблеми деформації відкриття під час екструзії, полегшуючи форму підтримувати. Крім того, під час проектування можна зробити деякі деталі на з’єднанні двох кінців отвору. Наприклад: встановіть V-подібні мітки, невеликі канавки тощо, щоб їх можна було легко видалити під час остаточної обробки (Малюнок 4).
2.5 Складний зовні, але простий всередині
Екструзійні форми з алюмінієвого профілю можна розділити на суцільні форми та шунтові форми залежно від того, чи має поперечний переріз порожнину. Обробка суцільних прес-форм є відносно простою, тоді як обробка шунтових форм передбачає відносно складні процеси, такі як порожнини та головки сердечників. Таким чином, слід повністю розглянути дизайн перетину профілю, тобто зовнішній контур секції може бути розроблений більш складним, а пази, отвори під гвинти тощо повинні бути розміщені на периферії, наскільки це можливо , при цьому інтер'єр повинен бути максимально простим, а вимоги до точності не можуть бути занадто високими. Таким чином, як обробка прес-форми, так і технічне обслуговування стануть набагато простішими, а також покращиться продуктивність.
2.6 Зарезервована маржа
Після екструзії алюмінієві профілі мають різні методи обробки поверхні відповідно до потреб замовника. Серед них методи анодування та електрофорезу мало впливають на розмір через тонкий шар плівки. При застосуванні методу обробки поверхні порошковим покриттям порошок буде легко накопичуватися в кутах і борозенках, а товщина одного шару може досягати 100 мкм. Якщо це монтажне положення, наприклад повзунок, це означатиме наявність 4 шарів напилення. Товщина до 400 мкм унеможливить монтаж і вплине на використання.
Крім того, у міру збільшення кількості екструзій і зносу форми розмір прорізів профілю буде ставати все меншим і меншим, тоді як розмір повзуна буде ставати все більшим і більшим, що ускладнює збірку. Виходячи з наведених вище причин, для забезпечення складання необхідно зарезервувати відповідні запаси відповідно до конкретних умов під час проектування.
2.7 Маркування допусків
Для проектування поперечного перерізу спочатку виготовляється складальне креслення, а потім виготовляється креслення профільного виробу. Правильне складальне креслення не означає, що креслення профільного виробу ідеально підходить. Деякі дизайнери ігнорують важливість маркування розмірів і допусків. Позначені позиції, як правило, є розмірами, які необхідно гарантувати, наприклад: монтажне положення, отвір, глибина канавки, ширина канавки тощо, і їх легко виміряти та перевірити. Для загальних допусків на розміри можна вибрати відповідний рівень точності відповідно до національного стандарту. Деякі важливі розміри збірки повинні бути позначені певними значеннями допуску на кресленні. Якщо допуск занадто великий, складання буде складніше, а якщо допуск занадто малий, вартість виробництва зросте. Розумний діапазон допуску вимагає від дизайнера щоденного накопичення досвіду.
2.8 Детальні налаштування
Деталі визначають успіх чи невдачу, і те саме стосується конструкції поперечного перерізу профілю. Невеликі зміни можуть не тільки захистити форму та контролювати швидкість потоку, але й покращити якість поверхні та збільшити коефіцієнт виходу. Одним із поширених прийомів є закруглення кутів. Екструдовані профілі не можуть мати абсолютно гострі кути, оскільки тонкі мідні дроти, які використовуються для різання дроту, також мають діаметр. Однак швидкість потоку в кутах повільна, тертя велике, а напруга концентрована, часто бувають ситуації, коли сліди екструзії очевидні, розмір важко контролювати, а форми схильні до відколів. Тому радіус заокруглення слід збільшити якомога більше, не впливаючи на його використання.
Навіть якщо він виготовлений на невеликій екструзійній машині, товщина стінки профілю не повинна бути менше 0,8 мм, а товщина стінки кожної частини секції не повинна відрізнятися більш ніж у 4 рази. Під час проектування можна використовувати діагональні лінії або дугові переходи при раптових змінах товщини стінки, щоб забезпечити правильну форму розряду та легкий ремонт форми. Крім того, тонкостінні профілі володіють кращою еластичністю, а товщина стінки деяких косинок, планок тощо може становити близько 1 мм. Існує багато застосувань для коригування деталей у дизайні, таких як коригування кутів, зміна напрямків, скорочення консолей, збільшення зазорів, покращення симетрії, коригування допусків тощо. Коротше кажучи, конструкція поперечного перерізу профілю вимагає постійного узагальнення та інновацій, і повністю враховує взаємозв'язок із дизайном прес-форми, виробництвом і виробничими процесами.
3. Висновок
Як дизайнер, щоб отримати найкращу економічну вигоду від виробництва профілю, всі фактори всього життєвого циклу виробу повинні враховуватися під час проектування, включаючи потреби користувачів, дизайн, виробництво, якість, вартість тощо, прагнути досягти успіх розробки продукту з першого разу. Вони вимагають щоденного відстеження виробництва продукту та збору та накопичення інформації з перших рук, щоб передбачити результати проектування та виправити їх заздалегідь.
Час публікації: 10 вересня 2024 р
